Współczesne technologie w medycynie

Zadaniem wykładu jest przekazanie studentom podstawowej wiedzy z zakresu wytwarzania materiałów przeznaczonych dla potrzeb medycznych, charakterystyki ich struktury, a także wyboru odpowiednich badań, np. materiałowych, fizykochemicznych, biologicznych. Szczególnie ważnym elementem wykładu będzie omówienie problemów związanych z zależnością struktury i właściwości fizykochemicznych wytwarzanych biomateriałów, a ich aktywnością biologiczną. Omówione zostaną również problemy związane z perspektywami rozwoju biomateriałów oraz ich wykorzystania w medycynie.

Wykład będzie dotyczył podstawowych pojęć związanych

wytwarzania materiałów przeznaczonych dla potrzeb medycznych, ich klasyfikacją, charakterystyką strukturalną, a także wyboru odpowiednich metod/technik badawczych, np. materiałowych, fizykochemicznych, biologicznych pozwalających na określenie ich właściwości i potencjalnych zastosowań we współczesnej medycynie. Istotne znaczenie będzie omówienie problemów związanych w projektowaniem i konstrukcją implantów, z czym wiążą się problemy ich biozgodności. Opierając się na klasyfikacji biomateriałów na: biomateriały metalowe, bioceramiki oraz biopolimery omówiona zostanie szczegółowo każda z wyżej wymienionych klas oraz zilustrowana przykładami zastosowań. Jednym z ważniejszych zagadnień związanych z biomateriałami są technologie ich wytwarzania zarówno w skali makro, jaki nano. Omówione zostaną podstawowe techniki wytwarzania biomateriałów, tj. naparowywanie próżniowe, chemiczne osadzanie z fazy gazowej, metody zol-żel, wytwarzanie nanowarstw z fazy ciekłej, osadzanie warstw atomowych, bezpośrednie utlenianie powierzchni, metody anodowania, hydrotermalne.

Kluczowym zagadnieniem inżynierii biomateriałów jest ich charakterystyka strukturalna oraz badanie właściwości fizykochemicznych i aktywności biologicznej. W ramach wykładu omówione zostaną metody fizyczne i mechaniczne badań materiałów biomedycznych, metody chemiczne i biologiczne badań powyższych materiałów, wstępna ocena ich aktywności biologicznej, a także badania in vivo oraz in vitro.

Końcowa część proponowanego cyklu wykładów poświęcona zostanie omówieniu problemów związanych z potencjalnym wykorzystaniem biomateriałów w implantologii, do konstrukcji narzędzi chirurgicznych oraz stosowanych jako materiały opatrunkowe i mocowania opatrunków. Prezentacja wybranej grupy problemów związanych z perspektywami rozwoju materiałów biomedycznych oraz ich szerokiego wykorzystania zakończy wykład.

1. B. Świeczko-Żurek, A. Zieliński, A. Ossowska, S. Sobieszczyk, Biomateriały, Skrypt do przedmiotu, Politechnika Gdańska, Gdańsk, 2011.

2. Marciniak J.: Biomateriały. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2002.

3. R. W. Kalsall, I.W.Hamley, M. Geoghegan, „Nanotechnologie” PWN Warszawa, 2008.

4. M. Blicharski, Wstęp do inżynierii materiałowej, WNT, Warszawa 2003.

5. Łaskawiec J., Michalik R.: Zagadnienia teoretyczne i aplikacyjne w implantach, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2002.

W01 posiada wiedzę pozwalającą na zrozumienie podstawowych procesów technologicznych, zna mechanizmy i metody syntezy podstawowych materiałów, podział biomateriałów w oparciu o ich cechy strukturalne oraz posiada wiedzę w zakresie powiązań parametrów cząsteczkowych z właściwościami fizycznymi materiałów

W02 posiada rozszerzoną wiedzę z zakresu podstawowych działów chemii ciała stałego i poznania świata

W03 zna podstawowe zasady charakteryzacji biomateriałów metodami fizycznymi i chemicznymi, posiada wiedzę ogólną w zakresie chemii metali przejściowych

W04 ma podstawową wiedzę o powiązaniach fizyki i chemii materiałów z niektórymi obszarami nauki, przydatną do formułowania i rozwiązywania zagadnień inżynierskich, zna podstawowe pojęcia z zakresu struktury ciał stałych, nieorganicznych organicznych i nanomateriałów, ich syntezy oraz metod ich analizy

U01 potrafi wykazać się znajomością podstaw materiałoznawstwa oraz potrafi wykorzystać rozszerzoną wiedzę z podstawowych działów chemii oraz twórczo wykorzystać ją w zakresie swojej specjalności.

U02 potrafi poprawnie opisać poszczególne rodzaje biomateriałów, ich właściwości i zastosowania

U03 umie opisać i dokonać wyboru odpowiednich technologii otrzymywania materiałów i ich separacji

U04 posiada umiejętność rozpoznawania właściwości związku po jego budowie; umie posługiwać się pojęciami biozgodności

i biodegradacji, potrafi opisać czyste technologie.

U05 potrafi dokonać identyfikacji i sformułować specyfikację prostych zadań inżynierskich o charakterze praktycznym, charakterystycznym dla zastosowań fizyki, chemii, posiada umiejętność rozpoznawania właściwości związku po jego budowie; umie posługiwać się pojęciami biozgodności i biodegradacji.

K01 zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę dalszego uczenia się

K02 potrafi odpowiednio określić priorytety służące rozwiązaniu określonego przez siebie lub innych problemu chemicznego

K03 ma świadomość profesjonalizmu, doceniania uczciwości intelektualnej i przestrzegania etyki zawodowej, zarówno w działaniach własnych, jak i innych osób

K04 potrafi formułować i przedstawiać opinie na temat podstawowych zagadnień chemicznych i osiągnięć w tej dyscyplinie

K05 ma świadomość odpowiedzialności za podejmowane badania i eksperymenty

Zaliczenie wykładu następuje po ocenie pracy zaliczeniowej (praca pisana odręcznie maksymalnie 6 stron formatu A4) przygotowanej na wybrany przez studenta temat z listy tematów przygotowanych przez prowadzącego wykład.

Ocenie podlega sprawdzenie wiedzy oraz umiejętności

z zakresu wymienionych efektów kształcenia:

W1, W2,W3,W4, U1, U2, U3, U4